JP4731376B2

JP4731376B2 - 光ネットワークにおける中継ノード

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Publication number: JP4731376B2
Application number: JP2006091870A
Authority: JP
Inventors: 晃永田; 啓二宮▲崎▼; 慎也加納; 泰希藤井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: US7706690B2; JP2007267239A; US20070230961A1

Description

本発明は光ネットワークの技術分野に関連し、特に波長分割多重化（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）方式の光ネットワークで使用される中継ノードに関連する。

近年のインターネットやブロードバンドサービス等の通信需要の増大により、通信の長距離化、高速化及び大容量化等の必要性が益々高まっている。ＷＤＭ方式は様々な波長の光を多重伝送し、特に高速大容量化を図ることができる。従来のＷＤＭ光ネットワークで使用される中継ノードは、光信号を電気信号に変換した後に光信号に再変換することでルーティング（転送）を行う。しかしながら光信号及び電気信号間の変換処理はルーティングにおけるオーバーヘッドを大きくし、処理の複雑化や伝送遅延等を招いてしまう。光／電気／光（Ｏ／Ｅ／Ｏ）変換無しでの伝送距離がなるべく長くなるようにパス設定を行う技術については特許文献１等に記載されている。

何色もの光の波長をそのままラベルとして認識することで、パス（ルーティング経路やコネクションとも言及される）を自動的に設定するGMPLS(Generalized Multi Protocol Label Switching)プロトコルが近年注目されている。GMPLSでは光信号の波長に基づいてルーティング経路が決定され、データが光信号のまま伝送され、電気信号変換に伴う問題をかなり減らすことができる。
国際公開第2005/032076号パンフレット

光ネットワークを構成する中継ノードがシステムで用意される全ての波長の光信号について、低速側ポートから高速側ポートへの挿入または高速側ポートから低速側ポートへの分岐が可能であるならば、上記のGMPLSプロトコルを用いて所望のコネクションを速やかに自動的に構築することができるかもしれない。しかしながら様々な波長の全てを制限無く使用できる高性能な中継ノードは高額であり、それほど普及していないのが実情である。むしろ、光ファイバに分岐挿入可能な波長や入出力ポートに制約のある安価な装置が多い。なお、中継ノードはWDM光ネットワークの光ファイバに光信号を挿入すること及び光ファイバから光信号を分岐させることの双方又は一方を行うノードであり、分岐挿入モジュール(ADM: Add/Drop Module)又は分岐挿入多重化装置(Add/Drop Multiplexing Module)等と呼ばれることもある。

図１に示される中継ノードでは、４種類の波長λ_１乃至λ_４のどれも光ファイバに挿入可能又は分岐可能である。図示の例では低速側ポート＃２は、低速側ポート＃１とは異なり、WDMポート＃１０側に光信号を挿入したり分岐させたりすることはできないが、この中継ノードは分岐挿入対象の波長に制約がないので、前者の高額な中継ノードに属し、DOADM(Dynamic Optical ADM)とも呼ばれる。これに対して図２に示される中継ノードの低速側ポート＃１では、第1波長λ_１の光信号しか分岐及び挿入の対象になっていない。低速側ポート＃２では、第４波長λ_４の光信号しか分岐及び挿入の対象になっていない。第２，第３波長λ_２，λ_３の光信号を分岐させたり挿入することはできない。この中継ノードは上記の安価な装置に属し、ROADM（Reconfigurable Optical ADM）とも呼ばれる。

中継ノードの低速側のポートで挿入・分岐可能な波長に制約があると、上記のGMPLSプロトコルによるコネクション設定手法だけでは適切にコネクションを設定することができない。そこで中継ノード個々の制約条件（特に、使用可能な低速側ポートの種類及び挿入・分岐可能な波長の情報）をその都度調べ、手作業でコネクションを確立することが考えられるかもしれない。しかしそのような手法は実用上極めて不便である。或いは、光ネットワークで使用される全ての中継ノードの制約条件を一括管理し、コネクション設定時に適宜指示を与える中央管理局を用意することが考えられるかもしれない。しかしながらそのような中央管理局の管理負担は極めて重く、必要に応じて速やかにコネクションを設定することは困難になることが懸念される。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、使用可能なポートや波長に制約のある中継ノードを含むＷＤＭ光ネットワークにおいて、コネクションを簡易に確立するための中継ノードを提供することである。

開示される発明の一例による中継ノードは、
波長分割多重（ＷＤＭ）光ネットワークに使用される中継ノードであって、
高速信号を送受信する１以上の高速側ポートと、
低速信号を送受信する１以上の低速側ポートと、
他の中継ノードの低速側ポートから高速側ポートへの光信号の挿入に関する制約情報または高速側ポートから該低速側ポートへの光信号の分岐に関する制約情報を報告するよう要求する検査メッセージを作成する手段と、
前記ＷＤＭ光ネットワークを共有する他の中継ノードから受信した検査メッセージに応答して、該検査メッセージに含まれていた制約情報及び当該中継ノードの制約情報を含む応答メッセージを作成する手段と、
前記ＷＤＭ光ネットワークを介して送信された応答メッセージを記憶する記憶手段と
を有し、新たに作成された応答メッセージが、前記記憶手段に記憶されているものと同一であるか否かに応じて、該新たに作成された応答メッセージが前記ＷＤＭ光ネットワークを介して送信されるか否かが決定される、ことを特徴とするＷＤＭ光ネットワークに使用される中継ノードである。

本発明によれば使用可能なポートや波長に制約のある中継ノードを含むＷＤＭ光ネットワークにおいて、コネクションを簡易に確立することができる。

本発明の一形態によれば、他ノードの低速側ポート及び該低速側ポートから高速側ポートへの光信号の挿入または高速側ポートから該低速側ポートへの光信号の分岐に関する制約情報（例えば挿入分岐可能な波長に関する情報）を報告するよう要求する検査メッセージが作成される。同じＷＤＭネットワークを共有する他ノードから受信した検査メッセージに応答して、自ノードの制約情報を含む応答メッセージが作成される。検査／応答メッセージを通じて他ノードの制約情報を収集することができ、適切なコネクションを形成する基礎情報を簡易に得ることができる。制約条件を加味しながら既存のＧＭＰＬＳプロトコルを利用することで、コネクションを効率的に設定できる。

検査メッセージは、当該中継ノードの起動時に送信されてもよいし、一定の周期で送信されてもよいし、高速及び低速側ポートの双方又は一方の利用形態が変更された場合に送信されてもよい。起動時に検査メッセージを送信することで、初期設定段階で他ノードの制約情報をデータベースに格納でき、以後のコネクション確立時に適宜参照することができる。起動後に検査メッセージを送信することで、データベース内の制約情報を最新状態に更新し、コネクション候補をより適切なものにすることができる。

制約情報は、低速側ポートの利用状況（該低速側ポートを介したクロスコネクト実施の有無）を示す情報を含んでもよいし、光信号を挿入又は分岐可能な高速側ポートが何れであるかを示す情報を含んでもよい。これにより、コネクション候補を更に的確なものにすることができる。

自ノードから送信される検査メッセージに自ノードの制約情報が含まれてもよい。これにより検査／応答メッセージの重複を軽減することができる。

一以上の他ノードの各々に別個の検査メッセージが作成及び送信されてもよい。これにより簡易且つ確実に制約情報を収集することができる。

検査メッセージの宛先は隣接する他ノードしか含まなくてもよい。これにより或る契機で作成された１つの検査メッセージが各中継ノードに順に転送され、重複的な検査メッセージの作成、送信及び応答メッセージを効率的に排除することができる。

他ノードから受信した検査メッセージの検査元が自ノードであった場合には、隣接する他ノードへの検査メッセージの転送は禁止されてもよい。これによりリング型ネットワークで検査メッセージの転送を適切に中止することができる。

検査元からの検査メッセージが、隣接する複数の他ノードに送信されてもよい。これによりネットワーク内の中継ノードに速やかに検査メッセージを伝送することができる。

検査メッセージは、検査行動毎に割り当てられる検査識別情報（ＩＤ）を含んでもよい。応答済みの検査メッセージの検査識別情報と同じ検査識別情報を含む検査メッセージが他ノードから受信された場合、応答メッセージの作成は禁止されてもよい。これにより検査メッセージの重複的な転送及び応答メッセージの重複的な送信を効果的に回避することができる。

作成された新たな応答メッセージが応答済みの応答メッセージと同一内容であった場合には、新たな応答メッセージの送信は禁止されてもよい。これにより検査メッセージに上記のようなＩＤを付与しなくても重複的なメッセージの伝送を回避することができる。

中継ノードがバス型のＷＤＭ光ネットワークの末端ノードであった場合に、応答メッセージの送信が許可されてもよい。これにより応答メッセージの重複を簡易に回避することができる。

隣接する他ノードから受信した検査メッセージに、自ノードの制約情報が追加され、情報の追加された検査メッセージが、隣接する別の他ノード又は検査元に送信されてもよい。これにより、ネットワーク中の各中継ノードが制約情報を個々に収集する際に発生する全体的なトラフィックを効果的に抑制することができる。

この場合に、応答メッセージは隣接する他ノード（前段のノード）宛に送信されてもよい。これによりＧＭＰＬＳプロトコルの伝送順序に合わせてパケットを伝送することができる。

図３は本発明の一実施例によるWDM光ネットワークシステムを示す。図３には、太い実践で示される高速伝送路と、中継ノードＡ〜Ｅと、クライアント装置Ｘ，Ｙとが描かれている。実際には光パワーを調整したり分散補償等を行う要素が高速伝送路の途中に用意されるが、図示の簡明化のためそれらは示されていない。高速伝送路は光ファイバケーブルで構成される。

中継ノードＡ〜Ｅはそれぞれ同様な構成及び機能を有するが、使用可能な波長及び低速側ポートに関する条件（制約条件）は各中継ノードで異なる。中継ノードＡの拡大図に示されるように、中継ノードは低速信号を送受信する１以上の低速側ポート、高速信号を送受信する１以上の高速側ポート、波長分割多重された光信号を各波長成分に分離するデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）及び複数の波長成分の光信号を波長分割多重化するマルチプレクサ（ＭＵＸ）を有する。高速側ポートはＷＤＭ光ネットワークの高速伝送路で伝送される光信号を送受信する。低速側ポートは必要に応じてクライアント装置に接続され、クライアントが通信できるようにする。

図示の例では中継ノードＡは、３つの低速側ポートを有し、第1のポートは第５波長λ₅の光信号を挿入又は分岐させるのに使用され、第２のポートは第７波長λ₇の光信号を挿入又は分岐させるのに使用され、第３のポートは第９波長λ₉の光信号を挿入又は分岐させるのに使用される。中継ノードＡは第１１波長λ₁₁や第１３波長λ₁₃の光信号を挿入又は分岐させることはできず、それらは中継ノードＡをそのまま通過する。各中継ノードの制約条件は様々に異なる可能性がある。

クライアント装置Ｘ及びクライアント装置Ｙが接続され、それらの間で通信を行うことが意図されたとする。この場合、中継ノードＡ及び中継ノードＤの間でコネクションが確立される必要がある。図示の例では第５波長λ₅又は第９波長λ₉が利用可能であるが、上述したように、そのような中継ノードの制約条件には、従来技術で充分に配慮することができず、効率的に自動的に中継ノードＡ，Ｄ間にコネクションを確立することは困難であった。以下に説明されるように、本発明ではそのような制約条件を適切に考慮してコネクションを簡易且つ効率的に構築することができる。

図４は本発明の一実施例によりコネクションが確立される様子を示す。クライアント装置Ｘ，Ｙ間（中継ノードＡ，Ｄ間）にコネクションが確立されるには、各中継ノードの制約条件を知る必要がある。このため、中継ノードＡは検査メッセージを作成し、それを隣接する中継ノードＢに送信する（１）。各中継ノードは検査メッセージを他ノードから受信すると、自ノードの低速側ポート及びその低速側ポートで使用可能な波長の対応関係（制約条件又は制約情報）を検査メッセージに含める。その検査メッセージは隣接する他ノードに転送される。図示の例では検査メッセージを受けた中継ノードＢは、自ノードの制約情報（第1，第２の低速側ポートが使用可能であるが、第５，第７波長λ₅，λ₇の光信号を分岐及び／又は挿入することしかできないことを示す情報）を検査メッセージと共に中継ノードＣに転送する（２）。中継ノードＢからの検査メッセージを受けた中継ノードＣは、自ノードの制約情報（第1，第２の低速側ポートが使用可能であるが、第７，第１１波長λ₇，λ₁₁の光信号を分岐及び／又は挿入することしかできないことを示す情報）を検査メッセージと共に中継ノードＤに転送する（３）。中継ノードＣからの検査メッセージを受けた中継ノードＤは、自ノードの制約情報（第1，第２，第３の低速側ポートが使用可能であるが、第５，第９，第１３波長λ₅，λ₉，λ₁₃の光信号を分岐及び／又は挿入することしかできないことを示す情報）を検査メッセージと共に中継ノードＥに転送する（４）。中継ノードＤからの検査メッセージを受けた中継ノードＥは、自ノードの制約情報（第1，第２，第３の低速側ポートが使用可能であるが、第５，第７，第１３波長λ₅，λ₇，λ₁₃の光信号を分岐及び／又は挿入することしかできないことを示す情報）を検査メッセージと共に中継ノードＡに転送する（５）。こうして中継ノードＡは各中継ノードの制約条件を知ることができ、コネクションを設定する際に自ノードのどの低速側ポートと他ノードのどの低速側ポートとを使用すればよいかを簡易に知ることができる（６）。中継ノードＡ，Ｄ間にコネクションが確立される場合には、第５波長λ₅が使用されるならば中継ノードＡの第1の低速側ポートと中継ノードＤの第1の低速側ポートとを対応づければよいし、第９波長λ₉が使用されるならば中継ノードＡの第３の低速側ポートと中継ノードＤの第２の低速側ポートとを対応づければよいことが分かる。従って、コネクションを確立する際に、このような制約条件を加味して中継ノードＡが各ノードに指示を行うことで、中継ノードＡ，Ｄ間に適切なコネクションを簡易に確立することができる。

上記の説明では各中継ノードの制約情報が中継ノードＡにしか集まっていないが、他ノードでも同様な手順を行うことで制約情報を入手することができる。また、中継ノードＡから中継ノードＢへ検査メッセージを送信する際に、中継ノードＡの制約情報（第1，第２，第３の低速側ポートが使用可能であるが、第５，第７，第９波長λ₅，λ₇，λ₉の光信号を分岐及び／又は挿入することしかできないことを示す情報）が中継ノードＢに通知されてもよい。

図５は各中継ノードの部分的な機能ブロック図を示す。図５には装置管理機能部５１、オペレーションコマンド処理機能部５２、経路探索機能部５３、動的パス確立機能部５４、データベース５５、検査メッセージ処理部５６、制約情報探索機能部５７及び応答メッセージ処理部５８が描かれている。

装置管理機能部５１は、中継ノード内の各種の機能部又は処理要素の動作を制御する。オペレーションコマンド処理機能部５２は、ユーザやオペレータ等から受けた各種のコマンドに関する処理を行う。経路探索機能部５３は、コネクションの確立を要求するコマンドに応じてパスを探索する。動的パス確立機能部５４は発見されたパスの中で適切なパスを決定する。データベース５５は各中継ノードの制約情報をノード毎に格納する。制約情報は、上述したように低速側ポート及びその低速側ポートで挿入・分岐可能な波長の対応関係を含む。後述するように、制約情報には、低速側ポートの現在の状態を示す情報（例えば、或る低速側ポートがどの装置にも接続されていないことや、何らかの装置に接続されていることを示す情報）が含まれてもよい。また、制約情報には、或る低速側ポートに関する光信号の分岐及び／又は挿入が、時計回りのリングだけに限定されること、反時計回りのリングだけに限定されること、又は双方のリングに可能なことを示す情報が含まれてもよい。或いは、何れかの高速側ポート側にしか光信号を挿入できないことや、何れかの高速側ポート側からしか光信号を分岐させられないことを示す情報が含まれてもよい。更には、挿入・分岐できる波長に何ら制約のないノードの場合には、全ての波長が取り扱い可能であることを示す情報が制約情報に含まれてもよい（例えば、個々の波長の使用可否を示すフィールドのフラグが全て１に設定されることで、波長制約のないことが表現されてもよい。）。データベース５５には、他ノードだけでなく自ノードの制約情報が含まれていてもよい。また、データベース５５は制約情報だけでなく、光ネットワークのトポロジや光ネットワークに接続されている中継ノードが何であるかを示す情報等が含まれていてもよい。検査メッセージ処理部５６は検査メッセージの作成、送信及び受信等の機能を有する。検査メッセージの作成には、検査メッセージに自ノードの制約情報を追加することも含まれる。制約情報探索機能部５７は、検査メッセージから制約情報を抽出したり、自ノードの制約情報をデータベースから抽出する等の機能を有する。応答メッセージ処理部５８は検査メッセージに応答する応答メッセージの作成、送信及び受信等の機能を有する。

図６Ａ，６Ｂ，６Ｃはデータベースに記憶される制約情報の一例（その１，その２，その３）を示す。何れも中継ノードＡのデータベースに格納されることが仮定されているが、他の中継ノードでも同様な内容が格納されてよい。図６Ａに示される例は、図４を参照しながら説明したものと同一内容を示す。図６Ｂに示される例では、図６Ａに示される内容に加えて、各低速側ポートの利用状況を示す情報も制約情報に含まれている。これにより、中継ノードの実際の使用状況に応じて、接続可能なコネクションの候補をより適切に選択することができる。図６Ｃに示される例では、図６Ａに示される例に加えて、低速側ポートの制約を更に詳細に示す情報が制約情報に含まれている。図中、「１０」、「２０」は高速側ポートを区別する符号であり、一例として「１０」がウエスト(West)側に、「２０」がイースト（East）側に対応づけられてもよい。図１，図２に示される例では低速側ポート＃２は、イースト側に光信号を挿入すること及びイースト側から光信号を分岐させることしかできず、ウエスト側に光信号を挿入したり分岐させることはできない。このような低速側ポートの条件が図６Ｃに示されるようにしてデータベースに記憶されてもよい。これにより、接続可能なコネクションの候補を更に精密に選択することができる。

ところで、検査メッセージは様々な時点で送信されてもよく、定期的に又は不定期的に送信されてもよいし、自動的に又はオペレータの指示により送信されてもよい。検査メッセージを送信する契機（トリガ）となる時点としては、一例として以下のものを挙げることができるが、これらに限定されない。

・中継ノードの起動時（立ち上げ時）
・低速側ポートが追加された時（ポートを含むカードが実装されたり、アクティブに（有効化）された時）
・低速側ポートが削除された時（ポートを含むカードが取り外されたり、インアクティブに（無効化）された時）
・高速側ポートが追加された時（ポートを含むカードが実装されたり、アクティブにされた時）
・高速側ポートが削除された時（ポートを含むカードが取り外されたり、インアクティブにされた時）
・ポートの利用状況が変化した時（例えば、低速側ポートが何らかの装置に接続された時、分離された時、等々）
・ポートの設定状況が変わった時（例えば、中継ノードの装置構成が変えられ、使用可能な波長が変わった時）
・光ネットワークの構成が変わった時（例えば、新たな中継ノードが接続されたり、何れかの中継ノードが取り外された時）
一例として、起動時、一定の周期的な時点、及び装置やネットワークの構成が変わった時に検査メッセージが送信される。起動時に検査メッセージが送信されることで、初期設定時に中継ノードのデータベースに他ノードの制約情報を格納し、以後の任意の時点でコネクションを適切に設定可能にすることができる。起動時だけでなく、定期的に又は構成変更時に検査メッセージを送信することで、コネクションの設定可能な候補を適切なものに更新することができる。

検査メッセージ及び後述の応答メッセージは、各種の情報を適切に伝送するために例えば次のような情報を記載するフィールドを含むことが望ましい。

・宛先ノードの識別情報（ＩＤ）を記載するフィールド（ＩＤは、IPv4アドレスでもよいし、IPv6アドレスでもよいし、他の何らかの識別情報でもよい）
・送信元ノードのＩＤを記載するフィールド
・検査元又は応答元ノードのＩＤを記載するフィールド
・検査メッセージ又は応答メッセージであることを示す情報を記載するフィールド
・検査行動毎に割り当てられる検査行動ＩＤを記載するフィールド（検査行動ＩＤについては後述される）
・制約情報（中継ノードのＩＤ、低速側ポートのＩＤ、挿入又は分岐可能な波長、ポートの利用状況、挿入又は分岐可能な方向等）を記載するフィールド
なお、通信リソースの有効利用を図るため、制約情報のフィールド長は可変であることが望ましい。

検査メッセージ及び応答メッセージの双方又は一方は、図７Ａに示されるように、ＷＤＭ光ネットワークの光ファイバケーブルを通じてＩＰパケットとして伝送されてもよい。言い換えれば、検査又は応答メッセージ用に特定のチャネル（波長）が必要に応じて割り当てられてもよい。この手法はインファイバ（In-fiber）方式と呼ばれてもよい。或いは、図７Ｂに示されるように、ＷＤＭ光ネットワークの光ファイバケーブルとは別に用意された何らかの回線を通じて、検査又は応答メッセージが伝送されてもよい。そのような回線としては、例えば保守管理用のイーサーネット回線が挙げられる。この手法はアウトオブファイバ（Out-of-fiber）方式と呼ばれてもよい。いずれにせよ既存の通信設備を利用して検査メッセージや応答メッセージを伝送することができる。

後述の様々な実施例で説明されるように、検査メッセージや応答メッセージの伝送方向は、特定の一方向でもよいし、図８Ａに示されるように双方向でもよい。また、図８Ｂに示されるように、或る中継ノード（例えば、中継ノードＡ）から発せられた検査メッセージと、別の中継ノード（例えば、中継ノードＣ）から発せられた検査メッセージとが互いに独立に伝送されてもよい。

以下、検査／応答メッセージの伝送手法に関する様々な例が説明される。

図９は検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図９等に示される装置Ａ〜Ｄはそれぞれ中継ノードＡ〜Ｄである。図９では各装置がバス型のネットワーク構成を構成するよう接続されている。本実施例による手法はリング型のネットワーク構成にもそのまま適用可能である。ネットワークトポロジ及びネットワークを構成する中継ノードに関する知識は事前に又は必要に応じて各中継ノードで取得可能である。中継ノードＡが他ノードの制約情報を取得する場合には、中継ノードＡは他ノードの各々に検査メッセージを個々に送信する。即ち、中継ノードＡは中継ノードＢ宛の検査メッセージ、中継ノードＣ宛の検査メッセージ及び中継ノードＤ宛の検査メッセージを作成し、それらを送信する。検査メッセージを受信した各中継ノードは応答メッセージを作成し、検査元宛に送信する。即ち、中継ノードＢは中継ノードＡ宛の応答メッセージを作成及び送信する。この応答メッセージには中継ノードＢの制約情報が含まれている。同様に、中継ノードＣも中継ノードＡ宛の応答メッセージを作成及び送信し、その応答メッセージには中継ノードＣの制約情報が含まれている。中継ノードＤも中継ノードＡ宛の応答メッセージを作成及び送信し、その応答メッセージには中継ノードＤの制約情報が含まれている。

中継ノードＡは各中継ノードＢ〜Ｄから応答メッセージを受信し、それらに含まれている制約情報を抽出することで図６Ａ，６Ｂ又は６Ｃに示されるような制約情報を得ることができる。以後中継ノードＡはコネクションを確立する際に各中継ノードの制約情報を参照し、適切なパスの候補を選択することができる。

中継ノードＢが他ノードの制約情報を収集する場合は、中継ノードＢから中継ノードＡ，Ｃ，Ｄ宛に検査メッセージが送信され、同様な動作が行われる。中継ノードＣ，Ｄについても同様である。

図１０は検査／応答メッセージが伝送される別の様子を示す。概して図９に示される手法と同様であるが、検査メッセージに検査元の制約情報が含まれている点が異なる。図示の例では、検査メッセージを受信した中継ノードＢ，Ｃ，Ｄは検査元の中継ノードＡの制約情報を取得し、各自のデータベースに格納することができる。従って以後中継ノードＢが他ノードの制約情報を収集する場合に、検査メッセージの宛先リストから中継ノードＡを除外することができる。図示されてはいないが、中継ノードＢからの検査メッセージには中継ノードＢの制約情報が含まれる。従って中継ノードＣが他ノードの制約情報を収集する場合に、検査メッセージの宛先リストから中継ノードＡ，Ｂを除外することができる。このように検査／応答メッセージの送信回数（トラフィック）を減らす観点からは、図１０に示される手法のように自ノードの制約情報を検査メッセージに含めることが望ましい。

図１１Ａはバス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図示の例では、他ノードの制約情報を収集しようとする中継ノードＡは、１つの検査メッセージを作成し、それを、高速側ポートを介して隣接する１つの中継ノードＢにしか送信しない。第２実施例の手法とは異なり、中継ノードＣ，Ｄ宛の検査メッセージは中継ノードＡでは作成されない。検査メッセージを受信した中継ノードＢは自ノードの制約情報を含む応答メッセージを検査元（中継ノードＡ）宛に送信する。本実施例では中継ノードＢは、検査元が中継ノードＡである検査メッセージを、該検査メッセージ送信元である中継ノードＡと隣接する高速側ポートとは別の高速側ポートを介して隣接する中継ノードＣ宛に転送する。検査メッセージを受信した中継ノードＣは自ノードの制約情報を含む応答メッセージを検査元（中継ノードＡ）宛に送信する。同様に、中継ノードＣは、検査元が中継ノードＡである検査メッセージを、該検査メッセージ送信元である中継ノードＢと隣接する高速側ポートとは別の高速側ポートを介して隣接する中継ノードＤ宛に転送する。検査メッセージを受信した中継ノードＤは自ノードの制約情報を含む応答メッセージを検査元（中継ノードＡ）宛に送信する。中継ノードＤは自身が末端ノードであることを知っているので検査メッセージを更に転送することは行われない。

図１１Ｂはリング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図１１Ａに示される例とほぼ同様の動作が行われるが、中継ノードＤの動作が異なってもよい。図１１Ｂでは中継ノードＤは、検査元が中継ノードＡである検査メッセージを、隣接する中継ノードＡ宛に転送する。これにより検査メッセージを受信した中継ノードＡは検査メッセージの転送がリング内を一巡したことを確認できる。この場合、中継ノードＤは応答メッセージを作成しなくてもよい。或いは、中継ノードＤは図１１Ａの場合と同様に応答メッセージを送信し、検査メッセージを中継ノードＡに転送しなくてもよい。なぜなら、中継ノードＤの応答メッセージが中継ノードＡに届くので、この場合も中継ノードＡは必要な制約情報の全てを収集し終えたことを確認できるからである。

本実施例によれば、制約情報を収集しようとする中継ノードは、隣接するノード宛の検査メッセージしか作成しなくてよい。

図１２はバス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図１０で説明された手法と同様に、検査メッセージに検査元の制約情報が含まれている。図示の例では、検査メッセージを受信した中継ノードＢ，Ｃ，Ｄは検査元の中継ノードＡの制約情報を取得し、各自のデータベースに格納することができる。従って以後例えば中継ノードＢが他ノードの制約情報を収集する場合に、中継ノードＢは中継ノードＡ宛に検査メッセージを送信しなくてよい、或いは送信がなされたとしても中継ノードＡは応答メッセージを中継ノードＢ宛に返さなくてよい。図示されてはいないが、中継ノードＢからの検査メッセージには中継ノードＢの制約情報が含まれる。従って中継ノードＣが他ノードの制約情報を収集する場合に、中継ノードＣは中継ノードＢに検査メッセージを送信しなくてよい、或いは送信がなされたとしても中継ノードＡ，Ｂは応答メッセージを中継ノードＣ宛に返さなくてよい。このように検査又は応答メッセージの送信回数（トラフィック）を減らす観点からは、図１２に示される手法のように自ノードの制約情報を検査メッセージに含めることが望ましい。

図１３Ａはリング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図１１Ａに示される手法で各中継ノードがそれぞれ独自に検査メッセージを双方向に送信すると、各中継ノードは同一内容の検査メッセージ及び同一内容の応答メッセージを重複して送受信することになる。図１３Ｂに示される手法は、このような重複を回避するために、検査メッセージに或る識別情報が含められる。その識別情報は検査行動ＩＤと呼ばれ、或る中継ノードが検査メッセージを作成した時点でその検査メッセージに固有に付与される。従って検査行動ＩＤは中継ノード毎に及びタイミング毎に異なってよい。隣接する左右のノードに検査メッセージが送信される場合には、各検査メッセージは同じ検査行動ＩＤを有する。他ノードで検査メッセージが受信されると検査行動ＩＤが確認され、同一の検査行動ＩＤを有する検査メッセージに既に応答済みであった場合には、その中継ノードは応答メッセージを送信しない（新たに応答メッセージを作成することさえしなくてよい。）。図１３Ｂに示される例では中継ノードＣはイースト側（右側）及びウエスト側（左側）の双方から同一の検査行動ＩＤを有する検査メッセージを受信している。仮にウエスト側からの検査メッセージが先に到着し、応答済みであったとすると、中継ノードＣはイースト側から受信した検査メッセージには応答しない。更にイースト側から受信した検査メッセージを中継ノードＢに転送することも中止される。これにより、検査元及び作成タイミングの同じ検査メッセージが光ネットワーク内で重複して転送されることが抑制され、同一内容の応答メッセージが光ネットワーク内を重複して伝送されることも抑制される。

図１４Ａは図１４Ｂとの比較のために示されているに過ぎず、図示されている内容は図１３Ａと同じである。図１４Ｂはリング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図１４Ｂに示される例では応答メッセージの内容が各中継ノードで少なくとも一定期間記憶されている。中継ノードは検査メッセージを受信すると応答メッセージを作成するが、その応答メッセージが記憶済みの応答メッセージと同一内容であるか否かが確認される。特に検査元ノードの異同や、制約情報の異同が確認される。新旧の応答メッセージが同一内容でなかったならば新たに作成された応答メッセージは送信されるが、同一内容であったならば、その内容は通知済みであるので送信されない。この例によれば、検査メッセージに検査行動ＩＤのようなフィールドを追加せずに、重複的な検査／応答メッセージの送受信を回避することができる。

図１５Ａはバス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図示の例では他ノードの制約情報を収集しようとする中継ノードＡは、１つの検査メッセージを作成し、それを隣接する１つの中継ノードＢに送信する。中継ノードＢは受信した検査メッセージに自ノードの制約情報を含め、それを隣接する中継ノードＣに転送する。中継ノードＣは受信した検査メッセージに自ノードの制約情報を含め、それを隣接する中継ノードＣに転送する。この段階で転送される検査メッセージには中継ノードＢ，Ｃの制約情報が含まれている。図１１Ａ等に示される手法とは異なり、中継ノードＢ，Ｃは応答メッセージを検査元宛に送信しない。検査メッセージを受信した中継ノードＤは、検査メッセージから非末端ノード（中継ノードＢ，Ｃ）の制約情報を抽出し、それを含む応答メッセージを作成する。応答メッセージには自ノード（中継ノードＤ）の制約情報も含められる。応答メッセージの宛先は検査元の中継ノードＡである。このようにして作成され送信された応答メッセージは、検査元以外の中継ノード（Ｂ，Ｃ，Ｄ）の制約情報を全て含んでいるので、中継ノードＡは必要な制約情報を全て入手することができる。本実施例では末端ノードのみが応答メッセージを作成及び送信し、非末端ノードは受信した検査メッセージに自ノードの制約情報を含めて転送するが応答メッセージを作成しない。これにより、１つの検査行動当たりの応答メッセージを１つにまとめることができる。

図１５Ｂはリング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図１５Ａに示される例とほぼ同様の動作が行われるが、中継ノードＤの動作が異なってもよい。図１５Ｂでは中継ノードＤは中継ノードＢ，Ｃと同様に、受信した検査メッセージに自ノードの制約情報を含めてそれを転送する。転送先は検査元である中継ノードＡである。この段階で転送される検査メッセージには中継ノードＢ，Ｃ，Ｄの制約情報が含まれている。これにより検査メッセージを受信した中継ノードＡは検査メッセージの転送がリング内を一巡したことを確認できる。この場合、中継ノードＤによる応答メッセージは必須ではなく、中継ノードＤから応答メッセージが送信されない場合は第１実施例の動作に等しくなる。或いは、中継ノードＤは図１５Ａの場合と同様に応答メッセージを作成及び送信し、検査メッセージを中継ノードＡに転送しなくてもよい。なぜなら、中継ノードＤの応答メッセージが中継ノードＡに届くので、この場合も中継ノードＡは必要な制約情報の全てを収集し終えたことを確認できるからである。

図１６はバス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図示の手法では、検査メッセージに検査元の制約情報が含まれている。検査メッセージを受信した中継ノードＢ，Ｃ，Ｄは検査元の中継ノードＡの制約情報を取得し、各自のデータベースに格納することができる。従って以後例えば中継ノードＢが他ノードの制約情報を収集する場合に、中継ノードＢは中継ノードＡに検査メッセージを送信しなくてよい。図示されてはいないが、中継ノードＢからの検査メッセージには中継ノードＢの制約情報が含まれる。従って中継ノードＣが他ノードの制約情報を収集する場合に、中継ノードＢ宛に検査メッセージを送信しなくてよい。このように検査メッセージの送信回数（トラフィック）を減らす観点からは、図１６に示される手法のように自ノードの制約情報を検査メッセージに含めることが望ましい。

図１７Ａはバス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図示の例では、他ノードの制約情報を収集しようとする中継ノードＡは、１つの検査メッセージを作成し、それを隣接する１つの中継ノードＢにしか送信しない。中継ノードＢは、検査元が中継ノードＡである検査メッセージを、隣接する中継ノードＣ宛に転送する。中継ノードＣは、検査元が中継ノードＡである検査メッセージを、隣接する中継ノードＤ宛に転送する。中継ノードＡで作成され、中継ノードＢ，Ｃで転送される検査メッセージは同一内容である。その検査メッセージを受信した中継ノードＤは自ノードの制約情報を含む応答メッセージを前段の中継ノード（中継ノードＣ）宛に送信する。中継ノードＤは自身が末端ノードであり、検査メッセージに応答すべきことを知っている。中継ノードＣは、中継ノードＤから受信した応答メッセージに自ノードの制約情報を追加し、前段の中継ノード（中継ノードＢ）に送信する。中継ノードＢは、中継ノードＣから受信した応答メッセージに自ノードの制約情報を追加し、前段の中継ノード（中継ノードＡ）に送信する。この段階での応答メッセージには中継ノードＢ，Ｃ，Ｄ全ての制約情報が含まれており、中継ノードＡは必要な全ての制約情報を得ることができる。

図１７Ｂはリング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図１７Ａに示される例とほぼ同様の動作が行われるが、中継ノードＤの動作が異なってもよい。図１７Ｂでは中継ノードＤは中継ノードＣから受信した検査メッセージを、隣接する中継ノードＡ宛に転送する。これにより検査メッセージを受信した中継ノードＡは検査メッセージの転送がリング内を一巡したことを確認できる。或いは、中継ノードＤは図１７Ａの場合と同じように、検査メッセージを中継ノードＡに転送しなくてもよい。なぜなら、中継ノードＤから中継ノードＡに転送される検査メッセージは、中継ノードＡで作成されたものと同一内容であり、他ノードの制約情報は応答メッセージを受信しなければ分からないからである。

本実施例によれば、ＧＭＰＬＳプロトコルのＲＳＶＰ−ＴＥ等のようなシグナリングプロトコルと同様な伝送順序で検査／応答メッセージが伝送される。従って本実施例による手法は、既存のＧＭＰＬＳプロトコルに導入しやすい点で有利である。

図１８はバス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す。図１０で説明された手法と同様に、検査メッセージに検査元の制約情報が含まれている。図示の例では、検査メッセージを受信した中継ノードＢ，Ｃ，Ｄは検査元の中継ノードＡの制約情報を取得し、各自のデータベースに格納することができる。従って以後例えば中継ノードＢが他ノードの制約情報を収集する場合に、中継ノードＢは中継ノードＡに検査メッセージを送信しなくてよい。図示されてはいないが、中継ノードＢからの検査メッセージには中継ノードＢの制約情報が含まれる。従って中継ノードＣが他ノードの制約情報を収集する場合に、中継ノードＣは中継ノードＢに検査メッセージを送信しなくてよい。このように検査／応答メッセージの送信回数（トラフィック）を減らす観点からは、図１８に示される手法のように自ノードの制約情報を検査メッセージに含めることが望ましい。

説明の便宜上、本発明が幾つもの実施例に分けて説明されてきたが、各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、１以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。

以下、本発明により教示される手段が例示的に列挙される。

（付記１）
波長分割多重（ＷＤＭ）光ネットワークに使用される中継ノードであって、
高速信号を送受信する１以上の高速側ポートと、
低速信号を送受信する１以上の低速側ポートと、
他ノードの低速側ポート及び該低速側ポートから高速側ポートへの光信号の挿入または高速側ポートから該低速側ポートへの光信号の分岐に関する制約情報（例えば挿入分岐可能な波長に関する情報）を報告するよう要求する検査メッセージを作成する手段と、
同じＷＤＭネットワークを共有する他ノードから受信した検査メッセージに応答して、自ノードの制約情報を含む応答メッセージを作成する手段と、
少なくとも他ノードの制約情報を記憶する記憶手段と、
を有することを特徴とするＷＤＭ光ネットワークに使用される中継ノード。

（付記２）
検査メッセージが、当該中継ノードの起動時に送信される
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記３）
検査メッセージが、一定の周期で送信される
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記４）
検査メッセージが、高速及び低速側ポートの双方又は一方の利用形態（新規ポートの追加実装または有効化、既存ポートの取り外しまたは無効化、有効化されている既存ポートを介したクロスコネクト実施の有無、を含む）が変更された場合に送信される
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記５）
検査メッセージ及び応答メッセージの双方又は一方が、高速側ポートを通じて伝送される
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記６）
検査メッセージ及び応答メッセージの双方又は一方が、ＷＤＭ光ネットワーク用の光ファイバとは別に用意された回線で伝送される
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記７）
検査メッセージ及び応答メッセージの双方又は一方が、宛先ノード、送信元ノード、検査元ノード及び低速側ポートの識別情報を含む
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記８）
制約情報が、低速側ポートの利用状況を示す情報を含む
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記９）
制約情報が、光信号を挿入又は分岐可能な高速側ポートが何れであるかを示す情報を含む
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記１０）
自ノードから送信される検査メッセージに自ノードの制約情報が含まれる
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記１１）
一以上の他ノードの各々に別個の検査メッセージが作成及び送信される
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記１２）
検査メッセージの宛先が、隣接する他ノードしか含まない
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記１３）
他ノードから受信した検査メッセージの検査元が自ノードであった場合には、隣接する他ノードへの検査メッセージの転送は禁止される
ことを特徴とする付記１２記載の中継ノード。

（付記１４）
検査元からの検査メッセージが、隣接する複数の他ノードに送信される
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記１５）
検査メッセージが、検査行動毎に割り当てられる検査識別情報を含む
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記１６）
応答済みの検査メッセージの検査識別情報と同じ検査識別情報を含む検査メッセージが他ノードから受信された場合、応答メッセージの作成が禁止される
ことを特徴とする付記１５記載の中継ノード。

（付記１７）
作成された新たな応答メッセージが応答済みの応答メッセージと同一内容であった場合には、新たな応答メッセージの送信は禁止される
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記１８）
当該中継ノードが、バス型のＷＤＭ光ネットワークの末端ノードであった場合に、応答メッセージを送信し、
自ノードから送信される検査メッセージに自ノードの制約情報が含まれる
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記１９）
隣接する他ノードから受信した検査メッセージに自ノードの制約情報が追加され、制約情報の追加された検査メッセージが、隣接する別の他ノード又は検査元に送信される
ことを特徴とする付記１記載の中継ノード。

（付記２０）
応答メッセージが、前記隣接する他ノード宛に送信される
ことを特徴とする付記１９記載の中継ノード。

波長及びポートに制約条件のない中継ノードを示す図である。波長及びポートに制約条件のある中継ノードを示す図である。本発明の一実施例によるWDM光ネットワークシステムを示す図である。本発明の一実施例によるコネクションが確立される様子を示す図である。中継ノードの部分的な機能ブロック図を示す。データベースに記憶される制約情報の一例を示す図表である。データベースに記憶される制約情報の一例を示す図表である。データベースに記憶される制約情報の一例を示す図表である。検査／応答メッセージの伝送方式を示す図である。検査／応答メッセージの伝送方式を示す図である。検査／応答メッセージの伝送方向を示す図である。検査／応答メッセージの伝送方向を示す図である。検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（１）。検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（１の２）。バス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（２）。リング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（２）。バス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（２の２）。リング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（２の３）。リング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（２の３）。リング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（２の４）。リング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（２の４）。バス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（３）。リング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（３）。バス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（３の２）。バス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（４）。リング型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（４）。バス型のネットワークで検査／応答メッセージが伝送される様子を示す図（４の２）。

符号の説明

５１装置管理機能部
５２オペレーションコマンド処理機能部
５３経路探索機能部
５４動的パス確立機能部
５５データベース
５６検査メッセージ処理部
５７制約情報探索機能部
５８応答メッセージ処理部

Claims

波長分割多重（ＷＤＭ）光ネットワークに使用される中継ノードであって、
高速信号を送受信する１以上の高速側ポートと、
低速信号を送受信する１以上の低速側ポートと、
他の中継ノードの低速側ポートから高速側ポートへの光信号の挿入に関する制約情報または高速側ポートから該低速側ポートへの光信号の分岐に関する制約情報を報告するよう要求する検査メッセージを作成する手段と、
前記ＷＤＭ光ネットワークを共有する他の中継ノードから受信した検査メッセージに応答して、該検査メッセージに含まれていた制約情報及び当該中継ノードの制約情報を含む応答メッセージを作成する手段と、
前記ＷＤＭ光ネットワークを介して送信された応答メッセージを記憶する記憶手段と
を有し、新たに作成された応答メッセージが、前記記憶手段に記憶されているものと同一であるか否かに応じて、該新たに作成された応答メッセージが前記ＷＤＭ光ネットワークを介して送信されるか否かが決定される、ことを特徴とするＷＤＭ光ネットワークに使用される中継ノード。
前記制約情報が、低速側ポートの利用状況を示す情報を含む
ことを特徴とする請求項１記載の中継ノード。
当該中継ノードから送信される検査メッセージに、当該中継ノードの制約情報が含まれる
ことを特徴とする請求項１記載の中継ノード。
検査メッセージの宛先が、隣接する他の中継ノードしか含まない
ことを特徴とする請求項１記載の中継ノード。
隣接する他の中継ノードから受信した検査メッセージに当該中継ノードの制約情報が追加され、制約情報の追加された検査メッセージが、隣接する別の他の中継ノード又は検査元に送信される
ことを特徴とする請求項１記載の中継ノード。